▊前处理退煮漂工艺是染整生产的基础工程。退煮漂工艺效果直接影响到织物半制品的毛效、白度、强度、退浆率、棉籽壳是否达标,如何提高工艺效果?工艺优化的方向何处?本期就一些专家的看法提供给读者
甲:在织造前去需要对经纱进行上浆处理,使纱线中纤维黏着抱合,纱线表面形成一层牢固的浆膜,使经纱变得紧密且光滑,从而提高纱线的断裂强度和耐磨损性,减少断经,提高织造效率和坯布质量。
经纱上浆主要用的浆料有三大类:淀粉(包括变性淀粉)、聚乙烯醇(PVC)和聚丙烯酸类(PA)浆料。织物上的浆料组成与织物品种有关,经纱的上浆率根据织物品种、织机种类和上浆工艺,一般在5%~15%。上浆对织造是有利的,坯布上的浆料会沾污染整工作液和阻碍化学助剂向纤维内部的渗透,给染整加工出了难题。
![]()
主持人:染整加工中,棉及混纺织物第一道湿处理工序是退浆,退浆效果对练漂、丝光等后续染整工艺能否顺利进行,起到决定性作用。
乙:棉及棉混纺织物退浆后,进行去除天然杂质及退浆中未退净的浆料和助剂,使织物获得良好的吸水性和洁净的表观,此工序称之精练(亦称煮练)。
天然棉纤维中,除含有90%~94%的纤维素外,还含有6%~10%的天然杂质,也就是常说的纤维共生物或伴生物。
棉纤维是由角皮层、初生胞壁、次生胞壁和中空的胞腔组成。棉纤维中的极薄外层和初生胞壁一起组成棉纤维的外膜,这层外膜中的果胶像胶水一样,将蜡状物质黏结在纤维中,使纤维具有疏水性,在染整加工中,阻碍工艺液的渗透。棉纤维中果胶物质的含量与棉纤维的成熟度有关,成熟的棉纤维中果胶物质的含量在0.9%~1.2%间,不成熟的棉纤维中可高达6%。再者,棉花产地、品种不同,果胶物质的含量也有所差异。
棉纤维中的各种不溶于水但能溶于有机溶剂的杂质,统称为蜡状物质或油脂蜡质,主要存在初生胞壁中,含量在0.5%~1.3%。
主持人:棉纤维的角皮层与初生胞壁组成的外膜对精练过程的毛效作用如何呢?
乙:评价煮练效果常用毛效多少为指标,而毛效与润湿有一定的关联。
织物浸轧工艺溶液,溶液与纤维体系的相互作用包括吸附、扩散和溶胀三个过程。纤维(织物)表面对水的吸附成为润湿,纤维及织物内表面对水的吸附即为渗透,所以润湿与渗透实为同一特性的两种表现形式,理论上润湿的量度以接触角表示(液相、固相和气相三相交点处作液滴的切线,切线与固体平面之间的夹角θ的大小,实际上反映了润湿程度的高低,一般称其为液体与固体表面的接触角,简称接触角。),一般将θ=90°作为衡量润湿与否的界限,将θ>90°的情况确定为不润湿,将θ<90°的情况确定为湿润,而将θ=0°的情况确定为液体在固体表面的铺展。
纯棉纤维是亲水性的多孔体系,吸水快,难以接触角表示,但对坯布来说存在“外膜”,呈拒水性状态。良好的浸渍应将织物内部(包括纱线间、纤维间和纤维内)所含空气在最短时间内排除,代之的工作液仅靠渗透剂(亦称润湿剂)尚难以实现。为此,必须依靠机械的浸轧作用,此外,轧压还可以使织物的各部位的带液率趋于均匀。有人曾做过浸轧试验,轧点压力为45kgfcm2,织物(坯布)轧余率如下:
一次浸轧 51%
二次浸轧 78%
透芯微真空液下轧液120%
丙:织物比一般固体表面要复杂得多,织物中的纤维内部及纤维与纱线之间都存在无数大小不同的空隙,(称之为毛细管),形成了多孔体系,毛细管中充满空气。由于棉纤维中天然杂质形成“外膜”,以致工艺溶液不易在纤维表面展开,更不易渗透到纤维和纱线的空隙中。根据润湿的基本方程式——杨氏方程式:
δLS为液一固之间界面张力。(图,不可见)
由式(1)可知,良好的润湿COSθ值要大,即值要大。δSG对某种特定织物而言是不变的,例如,棉纤维的δSG为64m N/m涤纶的δSG为42m N/m,尼纶66的δSG为46m N/m。水在未精练的棉布上,由于水与蜡状物之间的吸引力小,因而δLS就很大,而且水本身的表面张力也较大,达72mN/m,不利于润湿渗透。施加润湿剂后,由于发生水表面的吸附现象,δLG显著下降到30~40mN/m。润湿剂还能降低水和油蜡之间的界面张力,使δLS下降,这是因为润湿剂的亲水基和疏水基在水和油的界面间起着类似桥梁的作用,增加了水——油间的吸引力,遂使δLS降低。
纺织物是一个多孔性体系,有无数相互连通、大小不同的毛细管,具有典型的毛细管效应。液体在毛细管中上升的液柱静压P存在下列关系:
式中:r系毛细管r。降低δLS即能提高毛细管上升的液柱静压。因此,对纺织品只要能使之发生良好的润湿,就能自动发生良好的渗透作用。由此可见,作为良好的润湿和渗透作用的表面活性剂,应当使δLG及δLS明显下降。
主持人:对于煮练而言将织物上的“外膜”去除,脂蜡去除、果胶去除、便可获得良好的毛效,是吗?
丁:曾作以下实验:
(1)将碱缩后的棉针织汗布,通过索氏抽取器以萃取其油脂蜡质,结果见表1。
由表1、表2的实验说明:当棉纤维不含油脂蜡质及果胶质时,未必就有毛细管效果和渗透能力。然而,有油脂蜡质存在的“外膜”,绝对会影响棉纤维的渗透性。
丙:曾查阅有关资料,获以下印证材料:
(1)1937年Kollman研究表明:棉纤维在95%的乙醇溶液中煮沸1h时,油蜡含量以0.46%降至0.10%,做润湿时间实验没有明显变化。将棉纤维在100℃烧碱液(0.7%~1.5%)中煮练后,油蜡含量虽降至0.19%,但润湿时间可能低于1s。
(2)B.E罗斯托夫采夫根据研究结果得出结论:a.棉制品的毛细管性质主要取决于纤维初生胞壁的状态。
b.煮练的目的应该不是脂和蜡质经过乳化而就简单地均匀地去除了,而是或多或少地使初生胞壁的完整性遭到破坏,其结果使纤维外表面产生有新的亲水基因的凝聚性组成部分。
(3)H.M.索科洛娃认为:显然,在煮练过程中纤维素的状态发生变化。由于在纤维素表面的容易浸透的地方出现大量的游离羟基,这些羟基的氢键在棉花干燥后是不牢固的,因此,纤维具有浸透性能。
丁:曾做过如下的试验:将14特汗布放在12g/L烧碱中煮练,另一块放在2%快速渗透剂T中煮,浴比1:10,沸煮20min,做毛效试验,渗透剂煮的布毛效达到11.5cm,而烧碱煮的布毛效为0。
显然,用渗透剂处理之后获得的毛细管效应,除了它起一定乳化洗涤作用外,这是渗透剂本身和它的再润湿性降低了水分子的表面张力,处理的坯布表现出“亲水性”,而并非坯布产生了一定量的亲水基因所致,这应谓之假“毛效”。
主持人:以上讨论说明棉蜡的拒水性不仅仅取决于其数量,还取决于其分布状态;浆料是认为性杂质(以淀粉及PVA为代表),由于是高分子化合物,不可能渗入棉纤维内部,只是附着在棉纤维表面,阻碍了水液的顺利渗入与扩散,它们构成了影响毛效的第一道屏障;如今退煮漂工艺的反映短流程的毛效及退浆率低下,工艺设计时不断加入大量的化学助剂,效果差微,如何将浆料膜及纤维杂质“外膜”破坏,撕开裂口,让生态环保的退煮漂助剂充分发挥退浆、萃取杂物的作用,本人认为,化学要做减法,投入大量的表面活性剂只能获得做“毛效”;物理做加法,用机械手段提高坯布的润湿、渗透工艺溶液,破坏浆膜及杂质“外膜”的均匀、连续性,让坯布获得良好的毛效,改善退煮漂工艺效果。
-文/本文由印染部落小酋长【眼泪】提供
![]()
印染学习与交流公众账号:y-jiaoliu
财爷私人微信:nbchai2001 希望大家关注互动
印染学习与交流QQ群 293508268
染料交流学习群:274523812
印染助剂交流群:172670703
本号由-宁波华科纺织助剂公司-提供技术支持
![]()